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随着多重耐药（MDR）细菌在世界范围内的不断传播，需要开发能够替代抗生素的抗细菌感染疗法。
2024年10月13日，军事科学院军事医学研究院周冬生、北京化工大学刘慧玉共同通讯在Small 在线发表题为“Advanced Palladium Nanosheet-Enhanced Phototherapy for Treating Wound Infection Caused by Multidrug-Resistant Bacteria”的研究论文。该研究开发了一种多功能单组分钯纳米片（PdNS），对MDR细菌具有广谱和高效的杀菌活性。
PdNS发挥其内源性纳米刀（机械切割）效应和不依赖于光的类过氧化物酶活性。在近红外（NIR）光照射下，PdNS表现出光热效应，产生局部热量；具有光动力效应，产生1O2。值得注意的是，PdNS对H2O2产生类过氧化氢酶活性，增以强光动力效应。PdNS+ H2O2+NIR通过纳米刀效应、类过氧化物酶/过氧化氢酶催化活性、光热效应和光动力效应的协同机制来杀死细菌。PdNS+ H2O2+NIR导致磷脂生物合成代偿性升高、能量代谢紊乱、细胞ROS水平升高和过度氧化应激，并抑制细菌中的核酸合成。在小鼠模型中，PdNS+H2O2+NIR对感染伤口的杀菌率为>92.7%，感染伤口几乎完全恢复。PdNS诱导促炎途径的广泛下调和伤口愈合途径的全面上调，提高炎症消退速度，同时加速伤口修复。PdNS+ H2O2+NIR代表了一种光增强治疗浅表感染的高效纳米平台。
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随着抗生素的过度使用和误用，多重耐药（MDR）细菌在世界范围内不断蔓延。细菌中抗生素耐药性的快速发展主要由两个因素导致，即不正确的DNA复制产生对抗生素不敏感的突变体，以及耐药基因的水平转移。世界卫生组织（WHO）已将抗菌素耐药性列为全球健康的10大威胁之一，并列出了一组ESKAPE病原体，因其较高的耐药性和毒性而被列为最高级，包括屎肠球菌（Ec.faecium）、金黄色葡萄球菌（S.aureus）、肺炎克雷伯菌（K.pneumoniae）、鲍曼不动杆菌（A.baumannii）、铜绿假单胞菌（P.aeruginoasa）和肠杆菌科菌种（如Eb.Hormaechei）。目前，临床实践中的细菌感染治疗严重依赖抗生素，但新型抗生素的发现和临床批准流程太慢，无法应对MDR的快速出现。因此，迫切需要开发针对MDR细菌，尤其是ESKAPE超级细菌的抗生素替代药物（如纳米材料）。图1 PdNS的光响应抗菌作用示意图（摘自Small ）鉴于其多功能特性，无机纳米材料已应用于生物医学、能源和催化领域。作为抗菌剂时，纳米材料可以逃避现有的耐药机制，比传统抗生素更不容易产生耐药性。此外，纳米材料独特的尺寸、表面电位、亲水性和尺寸使其能够粘附在细菌细胞上。银纳米颗粒是研究最广泛的无机纳米抗菌剂之一，其他种类的金属（如铁、铜、锌、钴、镍和钌）纳米颗粒也具有抗菌作用，主要由金属离子介导的化学动力学效应产生，其发生Fenton或类Fenton反应，促使内源性H2O2中产生毒性更大的•OH。此外，外部场响应纳米材料能够通过声动力学效应实现抗菌功效，该效应利用低强度聚焦超声激发声敏剂产生活性氧（ROS）；光动力效应利用近红外区域（NIR）光的能量通过光敏剂产生ROS；光热效应利用光热剂从近红外光中吸收能量以产生热量。构建异质结构或空间不对称Janus结构极大地促进了载流子的迁移以及电子-空穴对的分离，分别导致富电子和富空穴区域的氧化和还原反应升高，或改善电子的热运动，提高ROS产率或导致热量增加。然而，构建半导体/半导体、半导体/贵金属和贵金属/贵金属的混合体将增加纳米材料制备的难度和成本，且可能会影响混合纳米系统的稳定性和可控性。据报道，2D纳米片具有独特的纳米刀效应，可以对细菌细胞进行机械切割，提高杀菌效果，且这种纳米刀效应与纳米片的尺寸相关。受此启发，作者开发了一种多功能单组分钯纳米片（PdNS），通过其固有的纳米刀效应、类酶活性以及NIR触发的光热和光动力效应的协同作用，对MDR ESKAPE病原体表现出广谱和高效的杀菌活性。PdNS增强了MDR细菌引起的小鼠感染伤口的治疗效果。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202407180![]()
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